β-Proteobacteria菌降解甲基叔丁基醚的条件及中间代谢产物研究

采用可利用甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)为唯一碳源和能源生长的1株β-Proteobacteria菌进行MTBE在密闭系统中的降解试验,确定了该菌降解MTBE的最适条件为:培养液初始pH值7.2,初始细胞浓度107 cells/mL,初始MTBE浓度为25mg/L.考察了密封培养系统内培养液溶解氧对降解效果的影响,结果表明,在培养系统密闭前充入氧气可提高菌体对MTBE的降解速率.以气相色谱-质谱联用法检测到MTBE降解主要中间代谢产物是叔丁基醇、异丙醇、丙酮.在选择离子扫描模式下定量分析,得到降解过程中主要中间代谢产物的浓度变化曲线,据此推断MTBE的降解途径属于"丙酮途径".     

1株镰刀菌属KY123915的分离及其对17β-雌二醇的降解特性

以西安市某污水处理厂A~2/O工艺的好氧池活性污泥为雌二醇降解菌菌源,以MYE为筛选培养基,利用富集培养和平板划线分离法筛选出1株可以利用17β-雌二醇(E2)为唯一碳源和能源进行生长代谢的菌株Wu-SP1.该菌株经鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.),菌株的序列号为KY123915,该菌株降解E2的最适温度为30℃,最适pH值为6,在弱酸性范围内(pH4~6),菌株对E2呈现较好的降解活性.在最佳温度和pH条件下对浓度为2 mg·L~(-1)的雌二醇48 h降解率可达92.5%.对浓度为10、100、500 mg·L~(-1)雌二醇的降解过程符合一级动力学反应.利用紫外光谱法对代谢中间产物进行测定发现,与雌二醇单体相比,代谢产物的最大吸收峰强度减弱,并在230nm和350nm处出现了较大吸收峰.中间产物可能为雌酮(E1).     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属 (Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150　r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680　mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150　mg/L时在8　h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.     

镰刀菌(Fusarium sp.)对2,4,6-三氯苯酚的降解特性及其机制

为了解镰刀菌(Fusarium sp.)降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的因素影响规律,研究了温度、p H、外加碳源、氮源、氯离子及TCP浓度对其降解特性的影响,分析了其降解动力学与降解途径.结论:镰刀菌能以TCP为唯一碳源和能源物质进行生长繁殖,TCP降解最适条件为:氮源Na NO3(0.2 g·L~(-1)),30℃,p H=6~7.外加碳源葡萄糖对降解TCP具有明显的抑制作用.氯离子浓度低于0.2 g·L~(-1)时对降解TCP具有一定的促进作用,但随着氯离子浓度的增加,TCP的降解受到了抑制.镰刀菌对TCP降解速率随着其浓度的升高而减缓.镰刀菌能降解10~50 mg·L~(-1)的TCP,其降解反应符合零级降解动力学方程.镰刀菌降解TCP过程中检测到2,6-二氯苯酚(RT 12.521 min),可推测TCP是通过2,6-二氯苯酚途径进行降解的.     

一株新颖的Providencia sp.菌降解吲哚及合成靛蓝的特性研究

吲哚是一种典型的氮杂环芳烃污染物,在焦化废水和畜牧废水中大量存在.本研究从近海泥沙中分离纯化得到一株高效吲哚降解菌DCX,经16S rRNA基因序列比对分析,鉴定其为普罗维登斯菌属(Providencia sp.).该菌株能够以吲哚为唯一碳源,在28 h内将100 mg·L~(-1)吲哚完全降解.液相色谱/飞行时间-质谱联用(LC/TOF-MS)的结果表明,靛蓝、靛红、靛红酸及邻氨基苯甲酸是菌株DCX降解吲哚过程中的中间产物.此外,本研究中发现,外加营养物质可以促进菌株DCX降解吲哚,特别是加入酵母浸粉后,反应体系中会产生大量靛蓝.利用表面响应法确定菌株DCX转化吲哚合成靛蓝的最优条件为:吲哚207.49 mg·L~(-1),酵母浸粉2.9 g·L-1,接菌量4.23%(V/V),并且在最优条件下,靛蓝产率达到最高(9.90%),比初始条件提高了4.38倍.     

磷对常见淡水微囊藻释放β-环柠檬醛（β-cyclocitral）的影响

藻类释放的异味化合物导致水体嗅味问题已成为世界性的水环境问题之一,引起了社会的广泛关注.通过室内实验,研究了磷（P）对8种常见微囊藻（Microcystis）释放异味物质—β-环柠檬醛（β-cyclocitral）的影响.结果表明,P对微囊藻生长及释放β-cyclocitral有较大影响,其中,中低P浓度（0~0.5 mg·L^-1）有利于多数种类的微囊藻生长,但对藻类活性（F_v/F_m）的影响与叶绿素a（Chl-a）并不一致.铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）释放β-cyclocitral的能力与P浓度成正比,也是常见微囊藻中β-cyclocitral产率（β-cyclocitral/Chl-a）最高的藻类,可达34.2 ng·μg^-1, 其次为华美微囊藻（Microcystis elabens）达24.1 ng·μg^-1,惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii）的β-cyclocitral产率最低,仅为0.21 ng·μg^-1.数据分析表明不同种微囊藻,在不同P浓度下释放β-cyclocitral的巨大差异与其产率紧密相关,β-cyclocitral产率与藻类活性（F_v/F_m）紧密相关.结合文献报道的野外调查数据分析,同样表明在富营养化湖泊中随着P浓度的升高,铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）释放β-cyclocitral增加,与室内实验结果一致.本研究通过室内实验,揭示了P对不同微囊藻生长和活性影响的差异,是造成不同微囊藻释放β-cyclocitral差异的重要原因, 得出P是调节微囊藻释放β-cyclocitral的重要因素,这对富营养化水体中异味物质的防治有重要意义.     

甲基叔丁基醚（MTBE）降解菌株的分离鉴定及降解动力学研究

从银杏根部土壤中分离驯化出1株能以MTBE为唯一碳源生长的菌株A1,经过16S rDNA序列分析后,初步鉴定该菌株为睾酮丛毛单胞菌（Comamonas testosterone）;进一步试验研究了微生物接种量、pH值、温度、MTBE初始浓度等环境因素对MTBE降解的影响.结果表明,菌A1降解MTBE的最佳条件为：pH值7.0,温度25℃,接种量2　mL（D₆₀₀=2.523 A）,初始MTBE浓度50 mg/L.在此降解条件下,7　d后MTBE去除率最高可达98.89%（与空白实验对比,MTBE挥发量占46.55%）.菌A1降解MTBE符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数rmax=0.872　d^－1,Km=7.832 mg·L^－１,Ks=130.75 mg·L^－１.     

溶解性有机质的光谱特征及其对土壤吸附β-HCH的影响

通过考察4种不同来源的溶解性有机质(Dissoived Organic Matter,DOM)的紫外-可见光谱和三维荧光光谱特征,分析DOM的组分及结构,研究它们对β-HCH在土壤中的吸附影响.结果表明,不同来源的DOM具有不同的组成结构,对β-HCH在土壤中的吸附有不同影响.光谱特征分析结果显示,DOM芳香性和疏水性强弱顺序为:营养土A土淤泥B土.研究显示,在去除DOM条件下,土壤对β-HCH吸附量增加,即内源DOM的存在均抑制了土壤对β-HCH的吸附能力,吸附能力与内源DOM组分的亲疏水性有关.外源DOM均能促进土壤对β-HCH的吸附能力,但来源不同,促进土壤吸附β-HCH的能力不同,其吸附能力的强弱排序为:淤泥DOM营养土DOMB土DOM,这是由各土壤DOM的不同组分及不同的疏水性导致的.     

光和过氧化物酶对水中17α-乙炔基雌二醇的协同降解机制研究

过氧化物酶广泛存在于天然水体中,可利用腐殖质光照下产生的过氧化氢(H₂O₂)对雌激素的光转化过程产生影响,但过氧化物酶是否可直接影响雌激素的光转化尚不清楚.因此,本研究探索了在模拟光照条件下辣根过氧化物酶(HRP)对水体中17α-乙炔基雌二醇(EE2)光解的影响机制.结果发现,HRP的存在显著地促进了EE2的光降解,且促进作用随酶活的增大而增大,但失活的HRP对EE2的光降解没有明显影响.EE2可在光照条件下发生直接光解和自敏化光解.通过活性氧种类(ROS)猝灭实验推测EE2自敏化产生的ROS可激活HRP,引发了在光照条件下EE2的酶降解.分别曝氧气和氮气后,EE2在HRP溶液中的光酶协同降解分别被促进和抑制,进一步说明了ROS在光酶协同降解中的重要性.HRP的活性随着光照时间的增加缓慢下降,从而可以持续地促进EE2的光酶协同降解,推测HRP对EE2在天然水体中的衰减影响很大.本文可为深入认识雌激素的环境归趋补充科学数据.     

Methylobacterium sp.TP-1好氧降解四溴双酚A机理及其功能酶研究

四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)是目前使用最广泛的溴代阻燃剂之一,在各种环境介质中普遍存在,对人体健康具有潜在危害.本研究从沉积物中筛选得到一株可降解TBBPA的菌株,命名为TP-1,经16S rDNA序列分析鉴定为甲基杆菌(Methylobacterium sp.).在pH=7的条件下反应60 h,菌株TP-1对初始浓度为10 mg·L~(-1)的TBBPA降解率为74.87%.采用HPLC-MS测定TBBPA的降解产物,发现主要产物为二溴双酚A、双酚A、4-对羟基苯乙酮和二溴化芳香族化合物,其降解方式主要为β断裂、还原脱溴和氧化,进而初步推测出其降解途径.在此基础上,基于KEGG数据库分析菌株TP-1降解TBBPA的分子生物学机制,依据模拟降解途径和KEGG注释结果推测菌株TP-1降解TBBPA的功能酶为过氧化氢酶(EC:1.11.1.6)、卤代烷脱卤酶(EC:3.8.1.5)、卤乙酸脱卤酶(EC:3.8.1.3)和单加氧酶(EC:1.14.13.7).对这4种酶同源性和编码基因进行对比分析表明,这4种酶与甲基杆菌属菌株的相应功能酶均具有较高的同源性,且相应的基因簇在甲基杆菌属菌株中均具有较好的同线性,据此推测甲基杆菌属的多数菌株具有TBBPA降解能力.本研究可从分子水平阐述TBBPA的微生物降解机制,为相关研究提供有益参考.     

PM1 菌降解甲基叔丁基醚的代谢途径

采用Methylibium petroleiphilum PM1 降解甲基叔丁基醚(MTBE),检测了MTBE 代谢中间产物,并分析其代谢途径.结果表明,PM1 降解MTBE 的过程中伴有细胞的生长,但细胞得率较低.利用气相色谱-质谱联用仪和离子色谱检测到叔丁醇(TBA)、2-羟基异丁酸和甲酸等中间产物.PM1 能快速降解甲酸叔丁酯、TBA 和丙酮,异丙醇强烈抑制MTBE 的降解,推测异丙醇可能不是MTBE 的代谢中间产物.以乙醇为底物培养的细胞降解MTBE 需要经历一段延滞期,结合蛋白电泳实验,推测MTBE 降解酶可能为诱导酶.     

氧化乐果曲霉降解特性和中间产物的研究

在氧化乐果和葡萄糖共基质条件下,曲霉G21优先利用葡萄糖作为碳源,葡萄糖耗尽后开始快速降解氧化乐果,高浓度氧化乐果抑制了曲霉G21的生物降解活性.GC-MS分析表明,曲霉G21降解氧化乐果的主要中间产物为O,O,S-三甲基磷酸酯,氧化乐果降解率提高不会导致该有毒中间产物的累积效应.     

Degradation of MTBE and TBA by a new isolate from MTBE-contaminated soil

Methyl ten-butyl ether （MTBE）, a gasoline additive, possesses serious problems to the environmental health. In the present study, a bacterial culture named A-3 which could effectively degrade MTBE was isolated from the MTBE contaminated soil. The isolate was identified as Chryseobacterium sp., a new species capable of degrading MTBE. In order to enhance its degradation ability, selected environment factors were investigated. The results showed that the optimal temperature was in the range of 25-30℃, the pH was 7.0, the inoculum size was 2 × 10^8 CFU/ml and the optimal concentration of MTBE was from 50 to 100 mg/L. The maximum MTBE utilization rate （Vmax） was 102 nmol MTBE/（mg cell protein.h）. Furthermore, it was found that the isolate could also degrade tert-butyl alcohol （TBA）. The degradation rates of TBA were much faster than those of MTBE. The additional TBA would lead to the decrease of the initial MTBE degradation rate and the inhibitory effect of TBA increased with the increase of TBA concentration. Similar protein profiles at least seven peptides were demonstrated after SDS-PAGE analysis of crude extracts obtained from the cells growing in MTBE and TBA culture.     

气相色谱法测定汽油作业环境中MTBE含量

建立了汽油作业场所空气中MTBE的气相色谱测定方法。空气中的MTBE用注射器采集，直接进样，经大口径毛细管柱分离，氢焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰面积定量，并考察了MTBE与甲醇、正己烷的分离效果。     

甲基叔丁基醚和三羰基甲基戊基锰的毒理学比较

在汽油无铅化的进程中，甲基叔丁基醚和三羰基甲基戊基锰是两种主要的汽油添加剂。它们可有效地增加汽油的辛烷值，提高汽油的燃烧效率；同时，作为氧化剂，还可减少ＣＯ和其它有在物质的排放。但是，这两种物质会否给人体健康带来潜在的危害或影响，也日益引起广泛的关注。     

浅谈MTBE汽油添加剂的应用对环境的影响

介绍了MTBE汽油添加剂净化汽车尾气的作用,分析污染地下水源和遭到禁用的原因,提出建议.     

环境因素对甲基叔丁基醚生物降解的影响研究

采用β-Proteobacteria PM1完整细胞降解甲基叔丁基醚(MTBE),研究了金属离子、pH值、细胞浓度等因素对MTBE降解速率的影响.结果表明,K 和Ba2 对MTBE降解有明显的促进作用,较适宜的pH值为7.0;细胞在BaCl2溶液中基本上处于静息状态;细胞浓度越高,降解MTBE的速率就越快;降解过程需要有氧气参与;PM1完整细胞降解叔丁醇(TBA)的速率比降解MTBE更快,MTBE的存在对TBA的降解有抑制作用,但TBA的存在不影响MTBE的降解;静息细胞法降解MTBE的过程中没有检测到TBA等中间产物;PMI静息细胞降解MTBE的米氏常数Km为0.73mmol·L-1,最大反应速率Vmax为0.14mmol·L-1h-1.     

甲基叔丁基醚生物降解研究进展

甲基叔丁基醚(Methyl tert-butyl ether,MTBE)是国内普遍使用的汽油添加剂,可显著提高汽油制品的辛烷值,提高燃烧效率。因其具有高水溶性,一旦泄露极易污染地下水。因此,开发高效简便去除水体中MTBE污染的方法势在必行。文章主要总结了MTBE的生物降解技术的研究进展,并着重阐述了微生物降解技术的发展,同时对未来的研究重点提出展望,为读者提供一定参考。